MOS电路CS16312 Array VFD显示驱动电路
本资料适用范围:CS16312CEN,CS16312CELN
1、概述
CS16312是一种VFD显示驱动电路,带有按键扫描功能(6×4的键盘矩阵),具有多种显示控制模式(11段×11位~16段×4位)供选择;主要用于具有动态VFD屏场合,作为MCU与动态VFD屏的接口,主要用在VCD、DVD、功放等整机上。其特点如下:●多重显示方式:11段×11位至16段×4位
●键扫描:6×4
●调光电路:8级
●高压输出:VDD~35V(MAX)
● LED端口:4端,最大20mA
●多用途输入端口:4bit
●输出端口不需外接电阻:P沟开漏+下拉电阻输出
●串行接口:CLK,STB,DIN,DOUT
●封装形式:CS16312CEN:QFP44;CS16312CELN:LQFP44
2、功能框图与引脚说明
2. 1、功能框图
2. 2、功能描述
1. 显示RAM 地址和显示模式
显示RAM 存贮着从外部器件通过串行口传输来的数据,存贮地址如下(8位单元): SG 1 SG 4 SG 8 SG 12 SG 16
00H L 00H u 01H L 01Hu GD 1 02H L 02H u 03H L 03H u GD 2
04H L 04H u 05H L 05H u GD 3 06H L 06H u 07H L 07H u GD 4 08H L 08H u 09H L 09H u GD 5 0AH L 0AH u 0BH L 0BH u GD 6 0CH L 0CH u 0DH L 0DH u GD 7 0EH L 0EH u 0FH L 0FH u GD 8 10H L 10H u 11H L 11H u GD 9 12H L 12H u 13H L 13H u GD 1014H L 14H u 15H L 15H u GD 11
XX H L XX H u
低4位 高4位
2. 键矩阵和键入数据存贮RAM 键矩阵为6×4配置如下:
每个键的数据以如下说明的方式存贮,并通过一个读命令读出,从最低位开始。 KEY 1…KEY 4 KEY 1…KEY 4
SK1 SK2 SK3 SK4 读出顺序 SK5 SK6 b0 b3 b4 b7 3. LED 端口
通过一个写指令,从LED 端口的最低位开始,数据依次写至LED 端口。当某端口为“0”电平,相应LED 亮;某端口为“1”电平,相应LED 不亮,数据的第5位至第8位可不考虑。
MSB LSB
-
-
-
-
b 3
b 2
b 1
b 0
不考虑
LED1 LED2 LED3 LED4
电源通电时,LED 都不亮
4.SW数据
通过一个读指令,从最低位开始读SW数据,第5位至第8位SW数据全为“0”。
MSB LSB
0 0 0 0 b3b2b1b0
1
2
3
4
5.指令
从DIN端输入至CS16312
被置高电平,串行口被初始化,
)。
5.1.
~1/11占空比,11段~16段)
选择显示方式
000 4位,16段
001 5位,16段
010 6位,16段
011 7位,15段
100 8位,14段
101 9位,13段
110 10位,12段
111 11位,11段
电源通电时,选择11位11段显示方式。
5.2.数据设定指令
这个指令设定数据的读写方式。
MSB LSB
0 1 --b3b2b1b0
设定数据读写方式
00:写数据至显示存贮器
01:写数据至LED端
10:读键数据
11:读SW数据
设定地址增量方式(显示存贮器)
0:数据写入后的增量地址
1:固定地址
设定测试模式
0:正常操作
1:测试模式
5.3.
LSB
—15H)
5.4.
LSB
:设定脉冲宽度为1/16
:设定脉冲宽度为2/16
:设定脉冲宽度为4/16
:设定脉冲宽度为10/16
:设定脉冲宽度为11/16
:设定脉冲宽度为12/16
:设定脉冲宽度为13/16
:设定脉冲宽度为14/16
通/断显示:
0:显示断(键扫描继续)
1:显示通
电源供电时,设定1/16脉宽和显示被关断,键扫描停止。
6.键扫描和显示时序
一个键扫描周期包含1帧,并且6×4键矩阵的数据存贮在RAM中。
7.串行通讯格式
接收(指令/数据的写入)
传送(数据的读出)
因为DOUT脚是N沟道开漏输出脚,要确保有外接上拉电阻接至该脚(1kΩ至10kΩ)。z读数据时,指令的第八个时钟的上升沿至随后读数据的第一个时钟的下降沿必有Twait=1μs的等待时间。
2. 3、引脚排列图
2. 4、引脚说明与结构原理图
引脚 符 号 功 能 属性 1~4 SW1~SW4 这些引脚组成4位多用途的输入端
I 5 DOUT
时钟下降沿输出串行数据,从低位开始,N 沟道开漏输出脚 O 6 DIN 时钟上升沿输入串行数据,从低位开始 I 8
CLK
在上升沿读入串行数据,下降沿输出数据 I
9
STB
在上升或下降沿初始化串行接口,使CS16312等待接收指令,STB 电平下降后的
输入数据作为指令数据。当处理指令数据时,当前处理被迫停止,串行口也被迫初始化。当STB 为高电平时,CLK 被忽略
I
10~13 KEY1~KEY4
输入到这些引脚的数据被锁存在显示周期的末端 I 15~20 SK1~SK6 段输出(第二种功能:作为键扫描输出) O 21~25 SG7~SG11 段输出 O 26、28~31
SG12/GD11 ~SG16/GD7
可选择作为段或栅输出
O 37~32 GD1~GD6 栅输出
O 42~39 LED1~LED4 CMOS 输出,最大+20mA O 44 OSC 外接电阻以决定振荡频率 I/O 14、38 VDD 5V ±10%
7、43
VSS
将之与系统地相连
27 VEE 最大V DD -35V
建议:所有电源脚必须使用。
3、电特性
3. 1、极限参数
3. 1. 1、最大额定值
除非另有规定,T amb= 25℃,V SS=0V
参数名称符号额定值单位
逻辑电源电压V DD -0.5~7.0 V
驱动电源电压V EE V DD+0.5~V DD-40 V
逻辑输入电压V I1 -0.5~V DD+0.5 V VFD驱动输出电压V O2V EE-0.5~V DD+0.5 V
LED驱动输出电流I O1 25
mA VFD驱动输出电流I O2 -40(grid)-15(segment)
mA 电源功耗P D 800*
mW 工作环境温度T opt -40~+85
℃
贮存温度T stg -65~+150
℃* 在Ta=25℃或更高,电源功耗以-6.4mW/℃的比率降低。
3. 1. 2、推荐的工作条件Ta=-20~70℃,V SS=0V
参数符号最小值典型值最大值单位逻辑电源电压V DD 4.5 5 5.5
V 高电平输入电压V IH 0.7V DD V DD V
低电平输入电压V IL 0 0.3V DD V
驱动电源电压V EE 0 V DD-35 V 最大功耗P MAX
=VFD驱动功耗+R L功耗+LED驱动功耗
+动态功耗
段电流=3mA,栅电流=15mA,且LED 电流=20mA
VFD驱动功耗=段数×6 + 栅数/(栅数+1)×30(mW)
R L功耗=(V DD-V EE)2/50×(段数+1) (mW) LED驱动功耗=LED数×20(mW)
动态功耗=V DD×5 (mW) 例如:
V EE =-25V,V DD =5V,16段和6位模式
VFD功耗=16×6 + 6/7×30=122mW
R L功耗=302/50×17=306mW
LED驱动功耗=4×20=80mW
动态功耗=5×5=25mW
总计533mW
3. 2、电特性
1.直流参数(Ta = -20~70℃,V DD = 4.5~5.5V,V SS = 0V,V EE = V DD~35V)
参数符号最小值典型
值
最大
值
单
位
测试条件
高电平输出电压V OH1 0.9V DD V LED1~LED4,I OH1 =-1mA 低电平输出电压V OL1 1 V LED1~LED4,I OL1 =20mA 低电平输出电压V OL20.4 V DOUT,I OL2=4mA
高电平输出电流I OH21 -3 mA V O=V DD-2V,SK1~SK6,SG7`SK
11
高电平输出电流I OH22 -15 mA V O=V DD-2V,GD1~GD6,SG12~S
G16
驱动漏电流 I OLEAK -10 μA V O =V DD -35V ,驱动器关闭
输出下拉电阻 R L 50 100 150 k Ω 驱动器输出 输入电流 I I
±1
μA
V I =V DD 或V SS
高电平输入电压 V IH 0.7V DD
V
低电平输入电压
V IL 0.3V DD V
滞后电压 V H 0.35 V
CLK ,DIN ,STB 动态电流消耗 I DDdyn
5 mA
无负载时,无显示
2. 开关特性 (Ta =-20~70℃,V DD =4.5~5.5V ,V EE =-30V) 参 数 符号
最小值
典型值
最大值
单位
测试条件 振荡频率 fosc 350 500 650 kHz R=51k Ω t PLZ 300 ns 传输延迟时间 t PZL 100 ns CLK →D OUT CL=15pF ,RL=10k Ω
t TZH1 2 μs SK1~SK6,SG7~SG11 上升时间 t TZH2
0.5 μs
C L =300pF
GD1~GD6,SG12~SG16
下降时间 t THZ 120 μs CL=300Pf ,SGn ,
GDn
最大时钟频率 fmax 1
MHz
占空比=50%
输入电容
C I 15
pF 3. 时序条件 (Ta = -20~70℃,V DD = 4.5~5.5V)
参 数 符号
最小值
典型值
最大值
单位 测试条件
时钟脉冲宽度 PW CLK 400 ns 选通脉冲宽度 PW STB 1 μs 数据建立时间 t SETUP 100 ns 数据保存时间 t HOLD 100 ns
时间-选通时
间 t CLK-STB 1 μs CLK ↑→STB ↑ 等待时间
t WAIT 1
μs
CLK ↑→CLK ↓
4、典型应用线路
4. 1、应用线路图
说明:
该应用图中VF指荧光显示管,VF POWER指荧光显示管驱动电源。
不用的LED口、SW口、KEY口应将其接地。
R1,R4,R5=1k~10kΩR2=51kΩR3330~1kΩC0.1μ~1μF 4. 2、输入数据
4. 2. 1、输入显示数据
命令1:设定显示方式
命令2:设定数据
命令3:设定地址
数据1-n:传输显示数据(最大22字节)
命令4:控制显示
4. 2. 2、输入指定地址:
命令1:设定数据
命令2:设定地址
数据:显示数据
5、封装尺寸与外形图
QFP44:
LQFP44:
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